تقنية الحوسبة الكمومية: ثورة في الصناعات المستقبلية
منصة الذكاء الاصطناعي ـ متابعات
تكنولوجيا الحوسبة الكمومية هي تقنية ناشئة تهدف إلى استغلال قوانين الفيزياء الكمومية من أجل حل المشاكل التي لا يمكن للحواسيب التقليدية حلها. تعتمد الحاسبة الكمومية على خصائص الجسيمات الدقيقة لأداء الحسابات بقوة أكبر بكثير مما نعرفه في الحواسيب التقليدية.
وبالإضافة إلى السرعة الفائقة، تمكن الحواسيب الكمومية من أداء عدة عمليات حسابية في نفس الوقت، مما يخلق إمكانية حل المشاكل التي كانت حتى الآن غير قابلة للحل.
كيف نشأت مجال الحوسبة الكمومية؟
تم اقتراح الحواسب الكمومية لأول مرة في الثمانينات من قبل ريتشارد فينمان (الفيزيائي النظري الأمريكي) ويوري مانين (عالم الرياضيات الروسي). كانت هذه الاقتراحات حلاً نظريًا لأكثر المشاكل المحرجة في الفيزياء: وهي حقيقة أن التقدم العلمي كان معوقًا بعدم القدرة على نمذجة الأنظمة حتى وإن كانت بسيطة نسبيًا بدقة.
لقد كانت الميكانيكا الكمومية مجالًا دراسيًا منذ بداية القرن العشرين، مما سمح بتحقيق قفزات كبيرة في تطور الكيمياء وفيزياء المواد المكثفة والتكنولوجيات الجديدة. ولكن بسبب أن محاكاة أنظمة تتفاعل حتى بمجرد عدد قليل من الجسيمات يتطلب قدرة حسابية أكبر من أي حاسوب موجود، فقد تم تقييد الميكانيكا الكمومية بالسرعة والتعقيد الذي يمكن للإنسان أن يقوم به في الحسابات.
وهنا تأتي دور الحاسبة الكمومية.
كيف يمكن للحواسب الكمومية أن تحدث ثورة في الصناعات؟
تمتلك الحواسب الكمومية القوة الكافية لتحويل الصناعات. إذا استطاعت الحواسب الكمومية أن تحقق إمكاناتها الكاملة، فإنها يمكن أن تمكن من تطوير منتجات وخدمات ستعيد تعريف التصنيع، على سبيل المثال، من خلال اكتشافات كيميائية جديدة وتحسين العمليات بشكل سريع.
فتستطيع الحواسب الكمومية أن تساعد في مجال الرعاية الصحية من خلال اكتشاف الأدوية واللقاحات الجديدة في غضون أيام بدلاً من سنوات؛ مما يمكن أن ينقذ حياة الناس ويقلل بشكل كبير من تكاليف الرعاية الصحية.
يمكن أن تساهم في تعزيز الأمن السيبراني من خلال تمكين تشفير أكثر تعقيدًا؛ وتحسين مسارات الطيران ومسارات الروبوتات لزيادة الكفاءة وتخفيض التكاليف في صناعة النقل؛ وفرز مجموعات ضخمة من البيانات في وقت قصير جدًا؛ والمساعدة في اكتشاف مواد جديدة وتحسين استكشاف مصادر الطاقة المستدامة.
هناك العديد من التطبيقات المحتملة الأخرى في استكشاف الفضاء والدفاع وغيرها. إن القدرة التي توفرها الحواسب الكمومية لها فوائد محتملة في بعض الصناعات التي يصعب حاليًا قياسها؛ ومن الجدير بالذكر أيضًا أنه في حين يمكن لهذه التكنولوجيا حل المشاكل بشكل أسرع من أي وقت مضى، فمن المرجح أنها ستعرض أيضًا مشاكل لم نواجهها من قبل.
ما هي أحدث التطورات؟
تشمل التطورات الأخيرة في دراسة الحوسبة الكمومية ما يلي:
- باستخدام نماذج التعلم الآلي، تمكن الباحثون من مركز ريكين للحوسبة الكمومية من تنفيذ تصحيح الأخطاء الذاتية للحواسب الكمومية، بنظام يتمكن من تحديد أفضل طريقة لتصحيح الأخطاء دون إدخال يدوي.
- تمكن الباحثون في جامعة تسوكوبا في اليابان من اشتقاق حدود الحرارة الأساسية التي تتدفق في نظام كمومي بشكل رياضي.
- قدم الفيزيائيون في جامعة براون في الولايات المتحدة مرحلة جديدة من المادة، من خلال شرح كيفية تغير الفوضى السوائل الكمومية.
- تصميم رقاقة مبتكرة قد دفعت إمكانات التكنولوجيا الكمومية للأمام، مما جعلها قابلة للتوسع.
هذا المحتوى تم بمعرفة وحدة الذكاء الاصطناعي.
